Передняя крестообразная связка (ПКС) может быть разорвана гиперэкстензией коленного сустава или приложением большой силы к тыльной стороне колена с частично согнутым суставом. Чтобы проверить это, вы можете выполнить тест с передним выдвижным ящиком, при котором вы пытаетесь потянуть большеберцовую кость вперед, если она двигается, связка была разорвана.

Наиболее распространенным механизмом повреждения задней крестообразной связки (ЗКС) является «травма приборной панели».Это происходит, когда колено согнуто , и большая сила прилагается к голени, толкая большеберцовую кость кзади. Это часто наблюдается в автомобильных авариях, когда колено ударяется о приборную панель. Задняя крестообразная связка также может быть разорвана при перерастяжении коленного сустава или при повреждении верхней части бугристости большеберцовой кости.

Чтобы проверить повреждение PCL, выполните тест заднего натяжения. Здесь врач удерживает колено в согнутом положении и толкает большеберцовую кость кзади.Если есть движение, связка разорвана.

Трение между кожей и надколенником вызывает воспаление препателлярной сумки, вызывая припухлость на передней стороне колена. Это называется колено горничной .

Точно так же трение между кожей и голенью может вызвать воспаление надколеночной сумки, что приводит к так называемому колену священнослужителя (классически вызывается священнослужителями, стоящими на коленях на твердых поверхностях во время молитвы).

Поскольку медиальная коллатеральная связка прикреплена к медиальному мениску, повреждение любой из них может повлиять на функции обеих структур. Боковое воздействие на вытянутое колено, такое как снаряжение для регби, может привести к разрыву медиальной коллатеральной связки и повреждению медиального мениска. ACL также затронут, что завершает «несчастную триаду».

[окончание клинической]

Желе Wharton из пуповины для лечения остеоартрита коленного сустава: протокол нерандомизированного открытого многоцентрового исследования | Журнал ортопедической хирургии и исследований

Этот протокол исследования представлен в соответствии с критериями Стандартных пунктов протокола — Рекомендаций по интервенционным испытаниям (SPIRIT) [31, 32].Полный контрольный список SPIRIT можно найти в разделе «Дополнительные данные».

Дизайн исследования

Двенадцать пациентов с ОА II / III степени, которые соответствуют критериям включения и исключения, будут набраны для этого нерандомизированного открытого многоцентрового проспективного исследования. Исследование будет проводиться в двух центрах в США, и пациенты будут находиться под наблюдением в течение 1 года с ожидаемой продолжительностью 15 месяцев (рис. 1 и 2). На рисунке 2 изображен график набора, вмешательства и оценки в соответствии с руководящими принципами SPIRIT.

Стандартные элементы протокола: блок-схема рекомендаций для интервенционных испытаний (SPIRIT)

Критерии включения

Пациенты в возрасте 18 лет и старше с индексом массы тела (ИМТ) <40 кг / m ² и диагноз ОА от легкой до умеренной (степень II / III) только одного колена по шкале KL. Пациенты также должны соответствовать следующим критериям:

1. 1.

   Оценка боли 4 или более по NPRS

2. 2.

   Готовы и способны дать письменное информированное согласие на участие

3. 3.

   Готовы и способны выполнять требования, процедуры и посещения, связанные с исследованием

4. 4.

   Пациенты женского пола должны быть абстинентными, стерилизованными хирургическим путем или в постменопаузе

5. 5.

   Женщины в пременопаузе с отрицательным тестом на беременность, которые не ожидают беременности и будут активно практиковать принятый метод контрацепции в течение всего периода исследования

6. 6.

   Мужчины с партнерами-женщинами в пременопаузе будут принимать меры контрацепции на время исследования

Критерии исключения

Пациенты, которые принимали любые обезболивающие, включая нестероидные противовоспалительные препараты (кроме парацетамола) в течение 15 дней после даты инъекции в исследование, или которые регулярно принимают антикоагулянты, имеют анамнез злоупотребления психоактивными веществами и / или не соглашаются не принимать какие-либо препараты, изменяющие симптомы коленного сустава, в ходе исследования без надлежащего сообщения ИП, и исследовательская группа не будет иметь права на участие.Пациенты также не должны соответствовать следующим критериям:

1. 1.

   Признаки патологической слабости или нестабильности колена при физикальном осмотре

2. 2.

   История внутрисуставных инъекций любого препарата, включая кортикостероиды или вискозиметрических добавок в указательное колено, в течение последних 3 месяцев

3. 3.

   Операция на коленном суставе указательного колена за последние 6 месяцев

4. 4.

   Травма указательного колена за последние 3 месяца

5. 5.

   Плановая плановая операция в ходе исследования

6. 6.

   История трансплантации органов или гематологических органов, ревматоидный артрит или другие аутоиммунные заболевания

7. 7.

   Иммуносупрессивные препараты / лечение

8. 8.

   Диагностика небазальноклеточного рака за последние 5 лет

9. 9.

   Инфекция колена или использование антибиотиков для лечения инфекции колена в течение последних 3 месяцев

10. 10.

    Участие в другом клиническом исследовании или лечении любым исследуемым продуктом в течение последних 30 дней до включения

11. 11.

    Женщины-пациенты, кормящие грудью, беременные или желающие забеременеть в ходе исследования

12. 12.

    Противопоказания к простой рентгенографии или МРТ

13. 13.

    Серьезные неврологические, психологические или психические расстройства

14. 14.

    Другие медицинские условия, определенные главным исследователем учреждения как мешающие проведению исследования

15. 15.

    Требование о возмещении вреда или потери трудоспособности в рамках текущего судебного процесса или находящегося на рассмотрении или утвержденного иска о компенсации работникам

Участники будут иметь возможность добровольно выйти из исследования в любое время без каких-либо санкций или влияния на их доступ к другим видам лечения.Участие пациента в исследовании может быть прекращено, если дальнейшее участие не отвечает интересам субъекта, исходя из стандартной медицинской практики ИП. Любой участник с любыми нежелательными явлениями (НЯ), независимо от того, связано ли это с лечением, может добровольно выйти из исследования.

Вмешательство в исследование

После того, как пациенты будут определены как имеющие право на участие в исследовании во время визита 1 (предварительный / исходный), они получат внутрисуставную инъекцию WJ, производного от UC (GeneXSTEM ^TM ), через сайт PI во время визита 2.1 (процедура).

Очки оценки

Оценки на период исследования начнутся при посещении 1 (предварительное / исходное), которое включает в себя тщательный анализ критериев включения / исключения пациента и надлежащее оформление формы информированного согласия до участия. Как только эти шаги будут выполнены, демографическая информация участника, история болезни и базовые формы отчетов о случаях (CRF), такие как NPRS, KOOS, краткая форма опроса из 36 пунктов (SF-36) и цифровая оценка единой оценки (SANE), будут собраны.Будет получена базовая обычная рентгенография (стоячее AP, сгибание PA (метод Розенберга), боковой вид и вид продавца) для оценки OA с использованием шкалы KL. Участники также пройдут Т2-взвешенную МРТ и получат оценку магнитно-резонансного наблюдения за восстановительной тканью хряща (MOCART). Кроме того, будет проведен полный метаболический профиль, функциональные тесты печени, общий анализ крови, маркеры воспаления (С-реактивный белок, скорость оседания эритроцитов), субпопуляции лимфоцитов T, B и NK, а также уровни сывороточных IgG, IgA, IgM и IgE. быть собранным.При посещении 2.2, сразу после процедуры инъекции и при посещении 3 (24-часовое наблюдение) и 4 (48-часовое наблюдение) будут собираться NPRS. Во время визитов 5 (последующее наблюдение через 1 неделю) и 6 (наблюдение через 6 недель) будут собраны CRF (NPRS, KOOS, 7-балльная шкала Лайкерта и SANE). Участники также пройдут ПЭ и получат полный метаболический профиль, тесты функции печени, общий анализ крови, маркеры воспаления (С-реактивный белок, скорость оседания эритроцитов), субпопуляции лимфоцитов T, B и NK, а также сывороточные IgG, IgA, Определены уровни IgM и IgE.Во время визитов 7 (последующее наблюдение через 3 месяца) и 8 (наблюдение через 6 месяцев) участники пройдут тот же процесс, а также получат простые рентгенограммы (стоя передняя прямая, передняя полость сгибания (метод Розенберга), вид сбоку и коммерческий вид). взятый. Во время последнего визита участников, визита 9 (последующее наблюдение через 1 год), будет выполнен тот же процесс, что и во время визитов 7 и 8, с дополнительной Т2-взвешенной МРТ для оценки MOCART. У участников будет возможность сообщать о любых НЯ при каждом посещении или в любое время во время исследования.

Конечные точки

Первичная конечная точка

1. 1.

   Для определения безопасности внутрисуставного препарата WJ, производного от ЯК (GeneXSTEM ^TM ).

Вторичные конечные точки

1. 1.

   Для оценки изменений показателей исходов, сообщаемых пациентами, NPRS и KOOS, от исходного уровня до различных временных точек наблюдения.

2. 2.

   Для оценки образования хряща с помощью MOCART через 1 год и сравнения с исходным уровнем.

3. 3.

   Для оценки удовлетворенности пациентов с использованием SF-36, 7-балльной шкалы Лайкерта и единой цифровой оценки (SANE).

Размер выборки и статистический анализ

Описательная статистика будет вычисляться для всех переменных исследования. Непрерывные переменные будут описаны с помощью мер центральной тенденции (среднее, медиана) и дисперсии (диапазон, стандартное отклонение). Категориальные переменные будут представлены в виде частот и процентов. Сравнения между категориальными переменными будут сравниваться с тестом хи-квадрат; непрерывные переменные будут сравниваться с тестом Стьюдента t или непараметрическими эквивалентами.Парные непрерывные данные будут оцениваться с помощью парного теста t или знакового рангового теста Вилкоксона, в зависимости от распределения. Парные категориальные данные будут оцениваться с помощью теста Макнемара. Для лонгитюдных данных будет использоваться анализ повторных измерений на смешанной модели для изучения взаимосвязи между субъектными факторами и внутренним субъектным фактором времени (исходный уровень, посещение 1, посещение 2 и т. Д.), А также их взаимодействия в отношении результата. интересующие переменные. Будут проведены апостериорные тесты с поправками на множественные сравнения, чтобы определить, в чем заключается значимость. P Значения <0,05 будут считаться статически значимыми.

Сбор и обработка данных

PI будет вести все исходные документы. Данные будут продублированы на бумажных ИФД исследования, а ИП сохранит исходные данные, чтобы они были доступны спонсору и наблюдателям за исследованием. Печатные копии CRF и носителей будут храниться в безопасном месте и храниться PI в течение 7 лет. CRF будут доступны для первоначальной проверки на предмет пропущенных данных, несоответствий данных, неразборчивых данных и отклонений со стороны наблюдателей за исследованием.

PI будет нести ответственность за предоставление следующих данных и отчетов:

1. а.

   AE: на постоянной основе. Об этом будет сообщено в соответствующем разделе CRF.

2. б.

   Тяжелые НЯ: сообщите в течение 24 часов с момента получения информации о событии спонсору и сообщите в IRB в течение 5 дней в соответствии с их правилами.

3. c.

   Отклонения, исключения, нарушения протокола: сообщить спонсору в течение 5 дней и сообщить IRB в соответствии с их правилами.

4. d.

   Отчет о ходе выполнения протокола: предоставьте копию спонсору и IRB в соответствии с правилами.

5. е.

   Отчет о завершении исследования: предоставьте копию спонсору и IRB в соответствии с правилами.

Контроль и обеспечение качества

Документы и данные будут создаваться и храниться для обеспечения контроля и защиты конфиденциальности пациента. Протокол, CRF и медицинские записи будут доступны для доступа спонсору, наблюдателям за исследованием и представителям регулирующих органов.Будут предприняты все усилия, чтобы сохранить конфиденциальность и конфиденциальность пациента.

Лечение стволовыми клетками коленей

Боль в колене в какой-то момент своей жизни поражает многих активных людей. Со временем травмы, износ и болезнь могут привести к разрушению хряща в коленном суставе, что приведет к ограничению движений и дискомфорту.

С помощью лечения можно преодолеть боль в коленях и вернуться к занятиям, которые вам нравятся. Чтобы наилучшим образом обслуживать таких пациентов, как вы, мы предлагаем инновационные методы лечения стволовыми клетками пациентов с проблемами коленного сустава в Хьюстоне, Сайпрессе и Бомонте.

Как лечение стволовыми клетками снимает боль в коленях?

Стволовые клетки присутствуют в каждом из нас и действуют как система восстановления организма. Однако с возрастом иногда оптимальное количество стволовых клеток не доставляется в поврежденную область. Цель терапии стволовыми клетками — усилить естественную систему восстановления организма пациента.

В организме взрослого человека стволовые клетки поддерживают здоровье тканей и заменяют поврежденные и умирающие клетки. Стволовые клетки действуют как шаблон, который может превращаться в различные клетки, которые могут вам понадобиться.Они могут превращаться в хрящи, кости, жир и другие соединительные ткани.

В ваших коленях есть связки и хрящи, в которые меньше крови, чем в другие части тела. Поскольку стволовые клетки проходят через кровь, колени обычно не получают всех преимуществ стволовых клеток, которые вырабатывает ваше тело. Старость также может повлиять на количество стволовых клеток, которые достигают ваших колен. Отсутствие стволовых клеток затрудняет заживление колен.

Лечение стволовыми клетками включает добавление дополнительных стволовых клеток к месту травмы колена, чтобы помочь поврежденному хрящу или кости естественным образом зажить.Новые стволовые клетки начинают работать на:

• Ремонт хряща
• Восстановить частично разорванные сухожилия
• Снимает боль и воспаление
• Снижение скорости гибели клеток
• Уменьшение рубцовой ткани

Эта терапия позволяет вашему телу восстанавливаться без дополнительных инвазивных процедур. Во многих случаях ваше тело может быть лучшим хирургом — ему просто нужна небольшая помощь в виде инъекций стволовых клеток.

Важно отметить, что лечение стволовыми клетками отличается от инъекции обогащенной тромбоцитами плазмы (PRP), которая использует факторы роста в крови для ускорения процесса заживления. PRP и стволовые клетки можно использовать по отдельности или вместе для лечения боли в коленях.

Какие заболевания коленного сустава можно лечить с помощью инъекций стволовых клеток?

Инъекции стволовых клеток снимают любую проблему с коленом, которая повреждает хрящи, кости или связки. Они помогают вашим коленям естественным образом восстанавливать себя и поддерживать здоровье тканей.Большое количество состояний, вызывающих боль в коленях, связано с поврежденной тканью, которая нуждается в заживлении.

Лечение стволовыми клетками помогает справиться с рядом травм и заболеваний, поражающих колени. Наши пациенты обращаются к нам с множеством общих заболеваний, в том числе:

Лечение стволовыми клетками может не излечить все травмы коленного сустава. В некоторых ситуациях может потребоваться дополнительное лечение или операция. Это определяется в индивидуальном порядке. Ваш врач оценит вашу травму, рассмотрит ожидания и реальные результаты доступных вариантов лечения и определит наилучший план действий.

Как работает процесс лечения стволовыми клетками?

Если вы решите пройти курс лечения стволовыми клетками от боли в колене, вы можете быть уверены, что этот процесс будет довольно простым по сравнению с другими методами лечения хронических проблем с коленом, такими как замена коленного сустава.

Чтобы подготовиться к лечению стволовыми клетками, вам необходимо прекратить прием противовоспалительных препаратов (НПВП) как минимум за две недели до дня процедуры. Когда вы записываетесь на прием к докторуГомбера, ты получишь более конкретные инструкции.

Есть два разных способа получения стволовых клеток для инъекций в колено. Во-первых, ваш врач может использовать стволовые клетки из донорской пуповинной крови. В этом случае процедура может начаться сразу. Кроме того, ваш врач может получить взрослые стволовые клетки из вашего собственного костного мозга.

Если необходимо получить стволовые клетки из костного мозга, врач обезболит ваше бедро и введет специальную иглу в часть бедренной кости, называемую гребнем подвздошной кости.Затем, после извлечения небольшого количества костного мозга из бедренной кости, ваш врач отправит образец в лабораторию, где он будет вращаться в течение 10-15 минут, пока не будет получен концентрированный образец.

Наконец, ваш врач онемеет пораженное колено и использует подробные изображения в качестве руководства для размещения стволовых клеток именно там, где они необходимы, для облегчения заживления.

Весь процесс инъекции стволовых клеток обычно занимает менее одного часа, поэтому вы сможете вернуться домой в Бимонт или Сайпресс от доктора.Офис Гомбера в Хьюстоне в тот же день.

Как вы готовитесь к процедуре стволовых клеток?

Многие из необходимых приготовлений перед инъекциями стволовых клеток зависят от вашего состояния. Прекратите принимать нестероидные противовоспалительные препараты (НПВП) как минимум за две недели до приема. Не забудьте рассказать доктору Гомбере обо всех лекарствах, которые вы принимаете, и о своей истории болезни. Он может посоветовать вам принимать определенные виды добавок, чтобы стимулировать рост стволовых клеток.

Чего следует ожидать при восстановлении после инъекций стволовых клеток?

Как правило, вы можете вернуться к своей обычной деятельности на следующий день после лечения стволовыми клетками для колен. Однако во время восстановления вам нужно будет принять несколько мер предосторожности:

• Вам нужно будет расслабить свое тело, избегая физических упражнений и всех нагрузок в течение двух недель после лечения.
• Вам нужно будет продолжать избегать НПВП во время процесса выздоровления, поскольку эти лекарства могут мешать процессу заживления, который ваши новые стволовые клетки должны стимулировать.

Как стволовые клетки, полученные из костного мозга или пуповинной крови, используются для лечения боли в коленях?

Процедура с использованием стволовых клеток костного мозга

Процедура начинается с того, что врач извлекает стволовые клетки из вашего костного мозга. Костный мозг обычно аспирируют из области бедра. Ваш врач сначала очистит и обезболит область бедра. Затем игла вводится в область тазовой кости, известную как гребень подвздошной кости.Затем костный мозг отсасывают с помощью специального шприца, и полученный образец отправляется в лабораторию. В лаборатории аспират центрифугируется в машине в течение 10–15 минут и отделяется концентрированный образец стволовых клеток.

Затем ваш врач очищает и обезболивает пораженный участок, подлежащий лечению, а затем под контролем специальных рентгеновских лучей вводит стволовые клетки в пораженный участок. Вся процедура обычно занимает менее одного часа, и вы можете вернуться домой в тот же день, когда была проведена процедура.

Процедура с использованием стволовых клеток, полученных из пуповинной крови:

Эту же процедуру можно выполнить с использованием предварительно расфасованной, готовой к использованию пуповинной крови. Доноры проходят тщательный отбор на соответствие самым высоким отраслевым стандартам. Для создания клеточной суспензии мезенхимных клеток используются самые современные научные технологии. Эти клетки могут дифференцироваться в разные типы клеток, такие как кости, хрящи и мышцы. Продукт замораживают для сохранения целостности клеток.Не используются синтетические или химические консерванты. Научно доказано, что UCB имеет концентрацию мезенхимальных клеток и других клеточных популяций, необходимых для стимуляции регенеративного процесса.

Каковы риски и осложнения терапии стволовыми клетками?

Терапия стволовыми клетками обычно считается безопасной процедурой с минимальными осложнениями, однако, как и при любой другой медицинской процедуре, могут возникнуть осложнения.

Некоторые факторы риска, связанные с терапией стволовыми клетками, включают инфекцию, поскольку стволовые клетки могут быть заражены бактериями, вирусами или другими патогенами, которые могут вызвать заболевание в процессе приготовления.

Процедура удаления или инъекции клеток также сопряжена с риском инфицирования поврежденной ткани, в которую они вводятся. В редких случаях может возникнуть иммунная реакция от введенных стволовых клеток.

Вашим коленным суставам нужны неповрежденные кости, связки и хрящи, чтобы вы могли двигаться. Когда эти части начинают изнашиваться или получают травмы, вы испытываете боль и уменьшаете подвижность. Первоначальными решениями этой проблемы были хирургическое вмешательство и замена коленного сустава.Однако интенсивная хирургия удерживает спортсменов вне поля. Время восстановления после традиционных процедур также не позволяет спортсменам заниматься любимым делом.

Развитие современной медицины помогло врачам разработать метод лечения стволовыми клетками, который позволяет избежать открытой хирургической операции. Доктор Гомбера предлагает эти инновационные инъекции пациентам в Хьюстоне, Сайпрессе и Бомонте.

Как доктор Гомбера использует инъекции стволовых клеток при боли в коленях?

Перед тем, как начать терапию стволовыми клетками, вы проконсультируетесь с доктором.Гомбера. Вы вместе рассмотрите свои варианты и определите лучший план действий. Если вы решите попробовать лечение стволовыми клетками, вам нужно будет записаться на процедуру. Некоторым пациентам достаточно одного посещения за все время лечения, в то время как другим может потребоваться несколько.

После того, как вы выберете встречу, вы можете следовать инструкциям доктора Гомбера по подготовке до вашего визита. Лечение стволовыми клетками состоит из двух этапов — получения стволовых клеток и их введения. Вы и докторГомбера сначала должна определиться с источником ваших стволовых клеток:

• Ваш костный мозг: Вы можете найти главного кандидата для инъекции стволовых клеток в ваши кости. Стволовые клетки, поступающие из вашего тела, имеют меньший риск плохой реакции, чем клетки из другого источника. В большинстве случаев доктор Гомбера берет стволовые клетки из бедра в кости, известной как гребень подвздошной кости. Он обезболит пораженную область и извлечет костный мозг с помощью шприца. Всего за 10-15 минут в лаборатории наши специалисты отделяют стволовые клетки от костного мозга.
• Пуповинная кровь (UCB): Хотя UCB-клетки имеют более высокий шанс отторжения, чем стволовые клетки в костном мозге, они все же работают как жизнеспособное решение. Все UCB, используемые для медицинских процедур, поступают из тщательно проверенных источников. Без консервантов. Вместо этого поставщики медицинских услуг замораживают UCB, чтобы клетки оставались нетронутыми. Когда вы не можете извлечь стволовые клетки, вам помогут клетки UCB.

Как только доктор Гомбера получит подготовленные стволовые клетки, он введет их вам в колено.Сначала он очищает и обезболивает место укола. Затем он использует рентгеновские лучи, чтобы найти точное место, где нужны стволовые клетки. Весь процесс занимает до нескольких часов, и вы можете отправиться домой сразу после процедуры.

Вызывает ли лечение стволовыми клетками какие-либо осложнения?

Исследования показывают, что лечение стволовыми клетками безопасно и имеет минимальные осложнения. Тем не менее, у вас все еще есть некоторые риски, которые следует учитывать, когда вы решите получать инъекции стволовых клеток от боли в коленях.Например, если стволовые клетки, введенные в ваше колено, содержат патогены, такие как бактерии или вирусы, инфекция распространится на ваше колено.

В редких случаях у пациента возникает иммунная реакция на новые клетки. Все эти проблемы имеют низкий риск возникновения, и доктор Гомбера будет следить за вами на предмет возможных симптомов после процедуры. Свяжитесь с доктором Гомбера, если возникнет несрочная проблема, связанная с терапией стволовыми клетками.

Наиболее частые побочные эффекты терапии стволовыми клетками незначительны.Вы можете почувствовать небольшую боль в месте инъекции, что может случиться при любой инъекции. Поскольку доктор Гомбера вводит стволовые клетки прямо в колено, вы можете почувствовать припухлость и жесткость. Эти проблемы исчезнут, когда вы выздоровеете.

Пусть Муфаддал Гомбера, доктор медицины, снимет боль в коленях

Доктор Гомбера предлагает широкий спектр ортопедических методов лечения боли в коленях, плечах и бедрах. У него есть опыт работы с профессиональными спортсменами и людьми, не занимающимися спортом, которые хотят вернуться к занятиям любимым делом.

Пациенты из районов Хьюстон, Бомонт и Сайпресс могут посетить его офис, чтобы получить персонализированное обезболивающее, основанное на фактических данных. Вы можете использовать нашу страницу бронирования, чтобы записаться на прием онлайн, или поговорите с одним из сотрудников нашего офиса по телефону (713) 794-3457.

Аллотрансплантат из пуповины, содержащий стволовые клетки при боли в колене

Если вы боролись с остеоартрозом коленного сустава и не нашли облегчения с помощью лекарств, вы будете рады узнать, что есть еще одно лечение, которое, как было доказано, почти так же эффективно, как хирургическое вмешательство, — аллотрансплантат из пуповины, содержащий стебель. клетки.Неинвазивная процедура не только снимает боль, но и восстанавливает подвижность и, что самое главное, требует минимального времени простоя. В его нынешнем виде аллотрансплантат из пуповины, содержащий стволовые клетки, был одобрен FDA только для лечения рака крови и костного мозга. Тем не менее, аллотрансплантат из пуповины, содержащий стволовые клетки от боли в коленях, получает признание в медицинском сообществе и среди пациентов, ищущих альтернативу хирургическому вмешательству. В этой статье мы более подробно рассмотрим, что влечет за собой аллотрансплантат из пуповины, содержащий стволовые клетки, и насколько успешны пациенты, перенесшие эту процедуру. Доступно финансирование для лечения!

Что такое аллотрансплантат из пуповины, содержащий стволовые клетки?

Прежде чем подробно описывать, как аллотрансплантат из пуповины, содержащий стволовые клетки, помогает устранить боль в коленях, давайте лучше поймем, что они собой представляют и их роль в организме человека. С точки зрения непрофессионала, аллотрансплантат из пуповины, содержащий стволовые клетки, считается «строительным блоком» человеческого тела, в первую очередь из-за их роли в регенерации тканей и органов в организме.Стволовые клетки находятся в жировой ткани, крови и костном мозге и обычно используются для восстановления поврежденных суставов, вызванных спортивными травмами или артритом. Конечно, это только начало. Процесс использования собственных клеток тела для самовосстановления и самовосстановления все еще находится в зачаточном состоянии. Тем не менее, потребуются дополнительные исследования, прежде чем мы сможем полностью понять, что возможно с помощью аллотрансплантата из пуповины, содержащего стволовые клетки.

Почему аллотрансплантат из пуповины, содержащий стволовые клетки, предпочтительнее хирургического вмешательства?

Поскольку аллотрансплантат из пуповины, содержащий стволовые клетки, является минимально инвазивной процедурой, он не представляет такого же уровня рисков, обычно связанных с хирургическим вмешательством, что делает его очень привлекательным как для врачей, так и для пациентов.Чтобы помочь понять это в контексте, всегда существует вероятность того, что у пациента может быть неблагоприятная реакция на анестезию, не говоря уже о сгустках крови и инфекциях. Что касается хирургии колена с использованием протеза, всегда существует вероятность того, что устройство может быть отторгнуто организмом после операции.

Даже если все пойдет по плану, пациентам все равно придется пройти долгое время заживления, прежде чем они смогут вернуться к своей обычной деятельности. Так в чем же самое большое отличие традиционной хирургии колена и аллотрансплантата от пуповины, содержащей стволовые клетки? По сути, вместо протеза пациенту вводят собственные стволовые клетки в колено, чтобы облегчить боль, восстановить здоровые ткани и улучшить подвижность.

Есть ли риски?

По сравнению с традиционной хирургией коленного сустава риски, связанные с аллотрансплантатом из пуповины, содержащим стволовые клетки для коленного сустава, минимальны. Однако стоит отметить, что существует вероятность развития инфекции в месте инъекции, что встречается нечасто. Кроме того, процедура быстрая и относительно безболезненная. Аллотрансплантат из пуповины, содержащий стволовые клетки для коленных суставов, обычно выполняется амбулаторно и занимает всего несколько минут до инъекции, а весь прием занимает менее часа.Кроме того, большинство пациентов могут вернуться к своей обычной повседневной деятельности в тот же день.

Аллотрансплантат из пуповины, содержащий стволовые клетки, становится настолько распространенным, что такие известные знаменитости, как игрок НФЛ Джарвис Грин, сделали эту процедуру. Фактически, он считает, что аллотрансплантат из пуповины, содержащий стволовые клетки, позволил ему снова насладиться многими из его любимых занятий, таких как плавание, бег и тренировки со своими товарищами по команде НФЛ. Если вы готовы к улучшенной мобильности и лучшему качеству жизни, вам рекомендуется связаться с Swetlic Chiropractic & Physical Therapy и JAS Medical сегодня для получения бесплатной консультации по этому лечению.

Ходьба после неполной травмы спинного мозга с имплантированной нервно-мышечной системой электростимуляции и шарнирным протезированием коленного сустава: исследование с одним субъектом

11 упражнений для уменьшения боли в коленях

Лучший способ предотвратить травмы — это гибкие мышцы и суставы, устойчивые к растяжению и травмам. С участием некоторые простые случаи боли в коленях, определенные упражнения могут помочь облегчить некоторые эпизоды боли. Помните, никогда не выполняйте никаких упражнений, которые вызывают усиление боли.

Двойное колено до груди

Начните на спине с вытянутыми ногами.Соедините оба колена вместе и поместите руки ниже области колен на верхнюю часть голени. Альтернативное место для рук — тыльная сторона бедер. Медленно подтяните колени к груди, задержитесь на десять секунд, затем вернитесь в исходное положение.

«Упражнения без отягощения» Упражнение на цикл ног

Начните с того, что лягте на спину обеими ногами вверх.Вытяните обе руки по бокам для равновесия. Начните движение на велосипеде, поставив ноги в воздух. Постарайтесь увеличить амплитуду движений в области коленного сустава, чтобы сгибание каждой ноги переходило от почти прямого и вытянутого к согнутому под углом в девяносто градусов.

Нога ADduction

Как показано, начните с одной ноги над стулом и одной ноги ниже, опираясь на землю. Поднимите выпрямленную ногу вверх к низу стула.Задержитесь на десять секунд, а затем верните ногу на пол.

Сгибание без веса

Встаньте за стул, используя спинку стула для равновесия. Согните левую ногу под углом примерно девяносто градусов, задержитесь на десять секунд, затем вернитесь в исходное положение. Поменяйте ноги и сделайте по десять повторений каждой ногой.

Упражнение на полное разгибание колена

Начните с того, что сядьте на стул, достаточно высокий, чтобы колено можно было согнуть под углом девяноста градусов.Медленно поднимите ногу до горизонтального положения. Задержитесь на пять секунд и медленно позвольте ему вернуться на землю. Повторите с другой ногой. Если можете, сделайте двадцать повторений.

Растяжка лодыжки

Наденьте один конец Sportcord на правую ногу на уровне подъема (не на кончик обуви). Вытяните правую ногу и подтягивайте Sportcord, пока не получите желаемое сопротивление и трудность.Вытяните палец правой ноги вниз, как если бы вы давили на педаль газа в машине. Задержитесь в течение пяти секунд, а затем повторите двадцать раз. Коммутатор

Растяжка одного подколенного сухожилия

Сядьте на пол, вытянув левую ногу и согнув правую, как показано на рисунке. Вытянув обе руки, потянитесь к пальцам левой стопы. Не подпрыгивайте, просто медленно растягивайтесь.Постарайтесь удерживать растяжку в течение десяти секунд, затем вернитесь в исходное положение. Сделайте десять повторений, прежде чем сменить ногу.

Растяжка колена

Начните со слегка согнутой правой ноги, как показано, и скрестив левую ногу над другой. Возьмитесь за правую ногу за заднюю часть бедра и потяните к груди, пока правая нога не станет прямо вверх, но не дальше.Задержитесь на пять секунд, затем вернитесь в исходное положение. Поменяйте ноги и повторите. Сделайте по десять повторений каждой ногой. Прекратите, если упражнение причиняет еще большую боль больному колену.

Упражнение с поднятием прямых ног

Начните с положения лежа на спине, согнув левую ногу вверх. Правую ногу держите полностью вытянутой. Медленно поднимите правую ногу примерно на 45 градусов, удерживая ногу прямо.Задержитесь на пять секунд, а затем медленно опуститесь в ровное положение покоя. Необязательно поднимать ногу прямо под углом девяноста градусов, так как самый сложный диапазон движений — это первые два фута от земли. Повторить двадцать раз. Переключитесь на левую ногу.

Растяжка грушевидной мышцы с прямой ногой

Лягте на спину, как показано. Поднимите левую ногу и проведите ею поперек тела, стараясь, чтобы она коснулась земли правой рукой.Плечи прижать к земле. Задержитесь на двадцать секунд, затем вернитесь в исходное положение и повторите для другой ноги. Сделайте по десять повторений каждой ногой.

Горизонтальное поднятие прямых ног со стулом

Используйте два стула или стул напротив дивана. Сидя, вытяните ногу так, чтобы она опиралась на другой стул. Медленно поднимите ногу не более чем на двенадцать дюймов, удерживая ее прямо во время движения.Задержитесь на десять секунд, затем вернитесь в исходное положение. Повторите по десять раз для каждой ноги.

ПРИМЕЧАНИЕ: Мы понимаем, что люди будут диагностировать и лечить самих себя. Мы предоставили эту медицинскую информацию, чтобы вы могли больше осведомлен о нехирургических аспектах ухода, роли физических упражнений в вашем долгосрочном выздоровлении и предотвращении травм. В некоторых случаях упражнения может быть неуместным. Помните: если вы ставите диагноз или лечите себя, вы взять на себя ответственность за свои действия. Никогда не делайте никаких упражнений что вызывает усиление боли. Вы никогда не должны делать никаких упражнений, которые вес тела на ослабленной или травмированной конечности или спине.

Эффекты оксикодона и напроксена

Abstract

Обработка сенсорной информации в спинном мозге во время болезненных состояний может выявить механизмы для новых методов лечения, однако очень мало известно об обработке боли на этом уровне в наиболее часто используемых моделях суставной боли на животных.Здесь мы сообщаем о проверке предсказания того, что два клинически эффективных соединения, напроксен (НПВП) и оксикодон (опиат), эффективны в снижении реакции нейронов спинного рога спинного мозга на вредное вращение коленного сустава в сенсибилизированном мононатриевым йодацетатом (МИА) крыса. Общая цель этих экспериментов заключалась в разработке высококачественного электрофизиологического анализа in vivo для уверенного тестирования новых соединений на эффективность против боли. Учитывая недавние призывы к повышению качества доклинических экспериментов, мы также разработали и внедрили инструмент анализа возможностей для определения качества нашего анализа и обеспечения качества наших результатов.Нейроны спинного рога, получающие входной сигнал от коленного сустава задней конечности, регистрировали у анестезированных крыс через 14 дней после того, как они были сенсибилизированы 1 мг МИА. Оксикодон и напроксен, вводимые внутривенно, тестировались отдельно на предмет их воздействия на количество фазных, тонизирующих, текущих и поствыпускных потенциалов действия в ответ на безвредное и опасное вращение коленного сустава. Оксикодон снижает количество тонических спайков больше, чем другие меры, до 85%. Таким образом, количество тонизирующих веществ было обозначено в качестве первичной конечной точки при тестировании напроксена, которое снизило количество до 81%.Оба снижения произошли при дозах, соответствующих клинически эффективным дозам при остеоартрите. Эти результаты демонстрируют, что клинически эффективные дозы стандартных методов лечения остеоартрита уменьшают обработку боли, измеренную на уровне спинного мозга по двум различным механизмам. Инструмент Assay Capability Tool помог направить экспериментальный дизайн, ведущий к высококачественному и надежному доклиническому анализу, который можно использовать для открытия новых методов лечения боли.

Образец цитирования: Miranda JA, Stanley P, Gore K, Turner J, Dias R, Rees H (2014) Доклинический физиологический анализ для проверки модуляции боли в коленных суставах в спинном мозге: эффекты оксикодона и напроксена.PLoS ONE 9 (8): e106108. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0106108

Редактор: Теодор Джон Прайс, Техасский университет в Далласе, Соединенные Штаты Америки

Поступило: 19 июня 2014 г .; Принята к печати: 1 августа 2014 г .; Опубликовано: 26 августа 2014 г.

Авторские права: © 2014 Miranda et al. Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.

Доступность данных: Авторы подтверждают, что все данные, лежащие в основе выводов, полностью доступны без ограничений. Все соответствующие данные находятся в документе и его файлах с вспомогательной информацией.

Финансирование: Все работы финансировались Pfizer LTD. Pfizer LTD. оказывали поддержку в виде заработной платы всем авторам, но не играли никакой дополнительной роли в дизайне исследования, сборе и анализе данных, принятии решения о публикации или подготовке рукописи.Конкретные роли этих авторов сформулированы в разделе «Авторский вклад».

Конкурирующие интересы: Вся работа финансировалась Pfizer LTD., Работодателем всех авторов. Нет никаких патентов, продуктов в разработке или продаваемых продуктов, которые можно было бы декларировать. Это не влияет на соблюдение авторами всех политик PLOS ONE в отношении обмена данными и материалами, как подробно описано в руководстве для авторов.

Введение

Обработка боли в коленном суставе

Детально изученные животные модели сенсибилизации боли используются для изучения механизмов боли и помощи в открытии новых клинических методов лечения.Хотя актуальность изучения механизмов заболеваний человека у грызунов находится под вопросом [1], [2], многие из фундаментальных механизмов, лежащих в основе обработки боли, одинаковы у позвоночных [3], [4]. Это особенно верно для сенсибилизированной суставной ткани, и несколько моделей пытаются воспроизвести симптомы остеоартрита, включая боль [5] — [7]. В частности, 30-40% афферентов коленного сустава у крыс и кошек содержат важные модуляторы боли и гипералгезии, такие как пептид, связанный с геном кальцитонина, и вещество P [8] — [10].Суставные афференты также имеют более высокую долю высокопороговых и «тихих» афферентов С-волокон [11], которые могут развить повышенную механическую чувствительность при сенсибилизации. Более того, сенсибилизация необходима для того, чтобы многие анальгетики были эффективными против вредной стимуляции [12] — [14], что позволяет предположить, что эти многочисленные афференты важны для обработки боли. В совокупности это говорит о том, что модели сенсибилизации суставов могут дать информацию не только об открытии лекарств от боли в суставах, но и о механизмах общей боли.

Модель сенсибилизации коленного сустава с помощью мононатрия йодацетата (MIA) является одной из наиболее широко охарактеризованных с точки зрения болевого поведения и периферической физиологии. Внутрисуставная инъекция МИА приводит к значительному снижению нагрузки на сенсибилизированную конечность и спонтанной подвижности, которая сохраняется более 14 дней [15] — [17]. В соответствии с этими поведенческими изменениями первичные афференты C-волокон демонстрируют повышенный устойчивый потенциал действия в ответ на вредное вращение и сжатие суставов, а также усиление спонтанного возбуждения [12], [18].Эти паттерны реакции являются общими для других методов сенсибилизации коленного сустава [19], [20], как и длительная пиковая активность после прекращения вредной стимуляции [21] — [23], которая, как предполагается, является следствием устойчивой активности С-волокон. Нервные реакции, сенсибилизированные МИА, также подвержены фармакологической модуляции [12] — [14].

Несмотря на характеристики обработки боли в коленном суставе на периферии сенсибилизированных крыс, очень мало известно о состоянии обработки в спинном роге спинного мозга.Клеточные и молекулярные изменения действительно происходят в спинном мозге, такие как увеличение COX-1 / -2 [24], провоспалительных цитокинов [25], связанных с болью нейропептидов [26], [27], активация митоген-активированных протеинкиназ [28]. и активация микроглии [29] — [31], предполагая, что обработка боли в спинном мозге важна для поведенческих эффектов в этой модели. Нейроны с широким динамическим диапазоном, получающие прямой вход от сенсибилизированного MIA коленного сустава, показали повышенную спонтанную импульсную активность [13], но большинство физиологических исследований спинного мозга сосредоточено на вторичной сенсибилизации, возникающей в ипсилатеральной лапе [32], [33].Здесь мы сообщаем о тесте предсказания того, что два клинически эффективных соединения, напроксен (НПВП) и оксикодон (опиат), эффективны в снижении реакции нейронов спинного рога спинного мозга на вредное вращение коленного сустава у сенсибилизированных MIA крыс. Целью этих экспериментов было разработать высококачественный электрофизиологический анализ in vivo для уверенного тестирования новых соединений на эффективность против боли.

Оценка экспериментального качества и возможностей анализа

Недавние публикации установили, что существует высокий риск экспериментальной ошибки и невоспроизводимости в большинстве областей доклинических исследований, включая боль [34] — [39].Рекомендации по дизайну экспериментов и составлению отчетов были предложены Совместным подходом к метаанализу и обзору данных на животных в экспериментальных исследованиях (CAMARADES) [40], Национальным институтом неврологических расстройств и инсульта США [41] и руководящими принципами ARRIVE от Национальный центр замещения, улучшения и сокращения животных в исследованиях [42]. Принятие этих рекомендаций может также сократить использование животных и стоимость исследовательских проектов, в то же время повысив уверенность в результатах [43].Это подчеркивает очевидную потребность в всеобъемлющем инструменте для управления экспериментальным дизайном и отчетностью и, в конечном итоге, стандартизацией доклинических исследований. Мы разработали и внедрили широко применимый инструмент, «Assay Capability Tool» (ACT), чтобы направлять разработку и оценивать качество наших анализов по открытию лекарств и исследовательских экспериментов в области физиологии боли. ACT дополняет руководство по отчетности ARRIVE, решая вопросы качества и воспроизводимости данных.

Для обеспечения точных и повторяемых экспериментов и / или анализов необходимо решить две проблемы: 1) беспристрастный дизайн и проведение экспериментов и 2) адекватная отчетность.Здесь мы сообщаем о результатах двух отдельных экспериментов, направленных на решение этих проблем. Недавние метаанализы в нескольких исследовательских дисциплинах выявили общую неспособность использовать ключевые компоненты экспериментального дизайна, которые помогают избежать предвзятых результатов [34] — [38], [44], [45], включая сокрытие распределения, случайное распределение экспериментального лечения, выборку расчет размера, слепая оценка результатов и воспроизведение. Кроме того, часто используемые методы статистической интерпретации эффектов лечения имеют высокий риск внесения систематической ошибки [46], [47].Во-вторых, несколько групп призвали к улучшению стандартов отчетности для улучшения воспроизводимости, тщательной оценки результатов и эффективного использования животных [41], [42], [48], [49]. Инструмент широкого применения должен включать оба этих аспекта. Использование ACT привело к созданию надежного метода тестирования новых соединений на доклиническую эффективность, а его более широкое внедрение может помочь в стандартизации качества экспериментов в доклинических исследованиях.

Методы

Подопытные животные

Взрослых крыс-самцов Sprague Dawley заказали в Charles River (Маргейт, Великобритания), поместили группами по четыре человека и дали пять дней для акклиматизации в помещении.Условиями окружающей среды были температура 21 ° C ± 2 °, влажность 55% ± 10%, освещение 350 люкс (на уровне скамьи) и цикл 12∶12 свет: темнота с включением света в 07:00 и выключением в 19:00. Животные были размещены в клетках 595 × 380 × 200 мм (Techniplast UK, 1354G Eurostandard Type IV) и получили доступ к корму для содержания крыс (# 801002 RMI [E] Diet, Special Diet Services, Witham, UK) и воде ad libitum . Обогащение окружающей среды включало подстилку (LBS, сорт Litaspen Premium B6), одну окрашенную в красный цвет хижину для морских свинок (Bio-Serv, каталожный № K3261), один жевательный блок из осины 10 мм × 10 мм × 50 мм (LBS, каталожный № 011590) и один горсть материала для гнезд из бумажной ваты (LBS, каталожный № 033801).Во время содержания животных проверяли состояние здоровья дважды в день. Побочных эффектов не наблюдалось. В начале экспериментов животные весили (среднее ± стандартное отклонение) 202 ± 14 граммов. И исследования оксикодона, и напроксена были проведены с использованием 23 животных с одной клеткой на каждое животное (n = 12 физиологический раствор против n = 11 оксикодона и n = 11 физиологический раствор против n = 12 напроксен). Одно животное из каждого эксперимента было исключено из-за плохой электрофизиологической изоляции фокального нейрона во время записи. Экспериментаторы не знали о фармакологическом лечении при обработке данных и принятии решений об исключении.Все процедуры проводились в соответствии с утвержденной лицензией на проект Министерства внутренних дел (номер PPL 80/2578) и в соответствии с Законом о животных (научные процедуры) 1986 года (Великобритания) (с поправками 2013 года). Все разделы этого отчета соответствуют Руководству ARRIVE по отчетности об исследованиях на животных [42]. Заполненный контрольный список руководящих принципов ARRIVE включен в контрольный список S1.

Препараты для животных

Крыс анестезировали смесью 3% изофлурана O ₂ и вводили однократную внутрисуставную инъекцию йодацетата натрия (MIA, партия # 021M5300V, Sigma-Aldrich Company Ltd., Дорсет, Великобритания) через надколеночную связку левого колена. МИА растворяли в 0,9% стерильном физиологическом растворе в концентрации 0,04 мг / мкл, готовили непосредственно перед инъекцией и вводили в объеме 25 мкл (1 мг на колено). Животных возвращали в домашнюю клетку до дня электрофизиологической записи, который составлял 14-17 дней после инъекции МИА (рис. 1А). Ранее было показано, что этот протокол сенсибилизирует афференты коленного сустава и вызывает болевое поведение [16], [17], [50], [51].

Рисунок 1.Экспериментальные сроки.

(A) График сенсибилизации MIA с записью за один день между 14–17 днями после инъекции (B) Протокол в день регистрации. Черные стрелки обозначают моменты времени, в которые были взяты образцы сухих пятен крови для измерения воздействия лекарственного средства.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0106108.g001

Через 14–17 дней крыс анестезировали изофлураном (индукция 5% в O ₂ при 4 л / мин; снижена до 2,5–3%. в О ₂ для операции при скорости потока 1 л / мин).Канюли (полиэтиленовая трубка с тонким отверстием Portex, внутренний диаметр 0,5 мм, внешний диаметр 1 мм) вводили в правую яремную вену и сонную артерию. Канюлю яремной вены использовали для введения соединений, а канюля сонной артерии позволяла как регистрировать кровяное давление, так и отбор образцов крови для анализа PK. Канюлю сонной артерии предварительно заполняли гепаринизированным физиологическим раствором (250 единиц / мл) для предотвращения свертывания. Температуру тела поддерживали на протяжении всей операции и сеанса записи на уровне 37 ° C с использованием системы гомеотермического одеяла (# 507221F, Harvard Apparatus Ltd., Кент, Великобритания).

Чтобы обнажить спинной мозг, на коже спины животного делали разрез на полпути между плечами и тазом и разрезали мышцы, прикрепляющиеся к спинному и латеральному отросткам позвоночника. Затем кость была прочно зажата боковыми стержнями, помещенными между дорсолатеральными и вентролатеральными отростками позвоночника на уровне поясничного расширения, чтобы стабилизировать спинной мозг для записи. Поясничный отдел L3-L5 был обнажен с помощью ламинэктомии, кожа приподнята и закреплена, а полость заполнена теплым (37 ° C) минеральным маслом (№ 330779, Sigma-Aldrich Co.Ltd, Дорсет, Великобритания), чтобы предотвратить высыхание обнаженных тканей, после чего твердую мозговую оболочку удалили.

Для стабилизации коленного сустава для вращения на коже над бедренной костью колена, в который была введена МИА, был сделан разрез и мышца была отделена от бедренной кости тупым рассечением. Затем бедро зажимали, чтобы изолировать движение коленного сустава во время вращения. После фиксации бедренной кости анестезия изофлураном была уменьшена и поддерживалась на уровне 1,5–2% в O ₂ при скорости потока 1 л / мин во время сеанса записи.

Запись электрофизиологии

Единичная активность нейронов дорсального рога, отвечающая на вращение коленного сустава наружу, регистрировалась с помощью тонких вольфрамовых микроэлектродов (2–5 МОм, # 573200 и # 575300, A-M Systems, Sequim, WA). Сигналы усиливались (головной каскад NL100, AC Preamp NL104, Digitimer Ltd, Welwyn Garden City, UK), фильтровались нижними частотами на 5 кГц (Neurolog NL125 / 126, Digitimer), пропускались через шумоподавитель 50/60 Гц (Humbug, Quest Scientific Instruments Inc., Ванкувер, Британская Колумбия), оцифрованный с частотой дискретизации 20 кГц (CED1401, Cambridge Electronic Designs, Кембридж, Великобритания) и сохраненный на компьютере для автономного анализа. Все клетки, которые реагировали на вращение сустава, могли быть активированы сильным давлением, прикладываемым к суставу парой щипцов, и это использовалось в качестве поискового стимула для определения соответствующих клеток и проверки того, что активность была вызвана в основном коленом, а не суставом. голеностопный сустав. Как только подходящая клетка была идентифицирована, левая ступня была закреплена в изготовленном на заказ транспортире с тканевым клеем и лентой Micropore Medical.Реакции были охарактеризованы на вращение транспортира по часовой стрелке (вращение наружу), которое требует большего крутящего момента на градус, что позволяет проводить вредную стимуляцию под меньшими углами по сравнению с вращением внутрь [52].

Все клетки, которые демонстрировали некоторую степень тонического возбуждения при вращении колена и где колено могло поворачиваться на 40 ° сверх порога тонического возбуждения, были включены в эксперимент. В любой электрофизиологической записи первая клетка, которая отреагировала таким образом, была выбрана для исследования независимо от любых других соображений, т.е.е. наличие или отсутствие базовой активности или любые последующие выписки после ротации. После начала записи клетки оставляли на две минуты для оседания, затем стопу и колено вращали с шагом 20 ° в течение восьми секунд каждое, чтобы установить порог активности тонического пика и, следовательно, определить диапазон набора стимулов вращения, который расширялся. до 40 ° за порог. Порог тонического всплеска был определен как наименьший угол поворота, который вызвал по меньшей мере пять всплесков, возникающих в течение первых шести секунд вращения после вычитания фазового всплеска, происходящего в течение первой одной секунды.Десять минут спустя набор вращений был завершен с шагом 20 ° до 40 ° сверх порога тонического пика, чтобы установить базовый уровень (временная точка 0 минут). Затем начинали вливание лекарственного средства или носителя и выполняли ротационные наборы с 10-минутными интервалами в течение следующих 90 минут.

Учебное пособие

При разработке анализа и проведении исследования использовался новый инструмент анализа возможностей анализа (ACT). Инструмент состоит из 13 вопросов и сводной оценки экспериментальных возможностей.В таблице 1 представлены вопросы вместе с объяснением необходимости каждого компонента. Вопросы сгруппированы в три группы, нацеленных на: 1) согласование возможностей анализа с целями исследования, 2) управление вариациями и 3) обеспечение объективности при проведении исследования. ACT использовался, чтобы повлиять на методологическое развитие анализа, и в таблице 2 представлена ​​оценка экспериментов в этой рукописи.

Рандомизация и ослепление — важные компоненты хорошего проведения исследования.Рандомизированный график введения лекарств и носителей был создан с использованием функции standard = RAND () в Microsoft Excel. В целях сокращения использования животных в долгосрочной перспективе, рандомизация была проведена в двух отдельных блоках, при этом половина лекарственного средства и контрольные животные были случайным образом распределены в первый блок, а половина — во второй. В конце первого блока данные были обработаны и разблокированы, чтобы определить, вероятно ли, что весь эксперимент будет бесполезным. Это похоже на оценку бесполезности в клинических испытаниях, за исключением того, что вместо определения строгих критериев бесполезности мы просто искали полное отсутствие доказательств эффекта.Поскольку мы не наблюдали этого ни в одном из этих экспериментов, мы продолжили со вторыми рандомизированными и слепыми блоками. Кодированные флаконы, содержащие лекарство, были приготовлены третьим лицом, не участвовавшим в эксперименте, для поддержания слепоты.

Протоколы приема лекарственных средств

На рис. 1В показан график фармакологического лечения. Крысы были в / в. инфузия с 0,3 мг / мл гидрохлорида оксикодона (Sigma-Aldrich Co. LTD, номер по каталогу O1378-500MG), растворенного в 0,9% физиологическом растворе, при 0.67 мл / кг / час в течение 30 минут, затем 2 мл / кг / час в течение 30 минут. Этот протокол инфузии был выбран для введения наивысшей дозы, которая не вызывала тяжелого угнетения дыхания и попадала в диапазон клинических концентраций в плазме [53]. Контрольные животные с носителем получали такие же скорости инфузии с 0,9% физиологическим раствором. В течение последних 30 минут животным, рандомизированным в группу оксикодона, вливали 10 мг / мл гидрохлорида налоксона (Sigma, номер по каталогу N7758-250MG), растворенного в 0,9% физиологическом растворе, со скоростью 2 мл / кг / час в течение 30 минут.Животным, рандомизированным в группу носителя, вводили физиологический раствор в течение последних 30 минут. Экспериментатор не знал об обеих фазах лечения. Эта доза была выбрана для обеспечения уровня, который, как известно, противодействует антиноцицептивным эффектам оксикодона, избегая при этом известных антиноцицептивных эффектов налоксона в низких дозах [54], [55]. Контрольные животные с носителем получали такие же скорости инфузии с 0,9% физиологическим раствором.

Напроксен натрия (Sigma, каталожный номер M1275-5G) вводили в дозе 1,5 мг / мл внутримышечно.v. растворяют в 0,9% физиологическом растворе при 1 мл / кг / час в течение 30 минут, затем 2 мл / кг / час в течение 30 минут, после чего не вливание в течение 30 минут. Эта доза была выбрана для получения несвязанной концентрации в плазме, соответствующей клиническим воздействиям [56]. Контрольные животные с носителем получали такие же скорости инфузии с 0,9% физиологическим раствором.

PK анализ

В обоих экспериментах отбирали 30 мкл пятен крови через 0, 30, 60 и 90 минут для анализа концентрации крови с помощью Unilabs York Bioanalytical Solutions (Sandwich, UK) с использованием масс-спектрометрии.Рабочие растворы готовили в 25% ацетонитриле и использовали для добавления достаточного количества калибровочных образцов и образцов контроля качества в чистую свежую кровь крыс. Калибровочные образцы были подготовлены для создания калибровочной линии от 1 до 1000 нг / мл, а образцы QC были подготовлены при 5, 50 и 500 нг / мл. Дополнительно проводили контроль качества 5000 нг / мл с 7,2-кратным разведением в партии анализа. Масс-спектрометрию выполняли на приборе API5000, с мониторингом оксикодона с использованием m / z 316,2–241,2 DP 90 CE 39 и мониторингом напроксена с использованием m / z 231,1–185.1 DP 100 CE 22. Образцы вводили (20 мкл) в систему ВЭЖХ-МС / МС с оксикодоном, разделенным на колонке Zorbax XDB-C18 50 × 3 мм 1,8U, и напроксеном, разделенным на Accucore Polar Premium 50 × 3 мм 2,6 Столбец U.

Обработка и анализ данных

В рамках разработки анализа в эксперименте с оксикодоном были измерены четыре конечные точки: фазовый подсчет спайков в течение первой секунды вращения сустава, подсчет тонических спайков в течение последующих шести секунд вращения сустава, текущий подсчет спайков, происходящий во время вращения сустава. 120 секунд, предшествующих первому вращению набора стимулов, и пик после разрядки отсчитывают 120 секунд после смещения последнего вращения в наборе стимулов.Поскольку эти ответы являются счетчиками, они не распределяются нормально, и натуральный логарифм (ln (x + 1) для преодоления нулевого счета) использовался для стабилизации дисперсии и уменьшения асимметрии распределений. Все анализы были выполнены на логарифмически преобразованных подсчетах, соответствующих одностороннему ковариационному анализу с использованием 0-минутного вращения, установленного в качестве ковариаты. Результаты представлены в виде средних геометрических, отношений средних геометрических и оценок отношений с доверительным интервалом 95%.

Выводы были сделаны на основе индивидуальных анализов ковариации, выполненных на 30, 60 и 90-минутных наборах ротации отдельно с использованием 0-минутного испытания в качестве ковариаты.Эти заданные временные точки вращения были определены априори , поскольку они представляют собой конец отдельных инфузий лекарственного средства и, следовательно, время максимального воздействия лекарственного средства. Все анализы проводились с использованием GenStat Version 11 (VSN International Ltd, Hemel Hempstead, UK).

Результаты

Эксперимент с оксикодоном

Это был исследовательский эксперимент с целью определения подходящей первичной конечной точки и понимания взаимосвязи между снижением спайков и вариацией анализа.Нейроны спинного рога были выбраны из L3-L4, когда они реагировали преимущественно на вращение коленного сустава. Типы ответов были неоднородны по характеру их увольнения. На рисунке 2 показаны три различных и общих типа ответа: клетки с высоким порогом без базовой активности или после разряда после стимуляции (рисунок 2A), клетки с низким порогом начала вращательной силы с отчетливым последующим разрядом, продолжающимся дольше стимула (рисунок 2B), и с низким порогом. клетки с постоянной базовой активностью (рис. 2С).В общем, порог не коррелировал ни с наличием, ни с отсутствием базовой активности, ни с длительными ответами на стимуляцию, и в этом исследовании было слишком мало клеток, чтобы определить, представляют ли они разные типы клеток, отвечающие на вращение суставов.

Рис. 2. Ответ нейронов спинного мозга на вращение коленного сустава.

Для каждого из (A), (B) и (C) верхняя кривая показывает набор стимулов вращения с углом поворота, увеличивающимся с шагом 20 градусов и превышающим порог тонического срабатывания как минимум на 40 градусов.Средняя кривая показывает PSTH ответа на набор ротации. Белая стрелка обозначает фазовый порог, черная стрелка обозначает тонический порог, а ширина интервала = 0,05 мс. Нижняя кривая показывает нервную форму волны во время набора стимулов вращения сустава. (A) Ответ клетки, показывающий отсутствие продолжающейся спайковой активности и высокий порог ответа (B) Клетка, демонстрирующая небольшую продолжающуюся спайковую активность, низкий порог и длительное возбуждение после смещения стимула (C) Клетка, показывающая высокую продолжающуюся спайковую активность с низким порогом ответа .

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0106108.g002

Профили среднего количества спайков, скорректированные для исходного количества спайков, предполагают, что оксикодон уменьшал количество спайков во всех четырех конечных точках по сравнению с контрольными транспортными средствами (рис. 3). Сравнение двух групп в конце каждой инфузии с использованием соотношений геометрических средних для оксикодона и носителя и 95% доверительных интервалов показало, что эти эффекты были статистически значимыми (p <0,05) для тонических ответов при 60-минутном вращении, установленном, когда несвязанная концентрация в плазме оксикодона достигло среднего пика 217 ± 24 нМ (среднее ± стандартное) (рис. 3А).Это соотношение показало величину эффекта 0,15 (снижение на 85%) для количества тонических спайков. Эти эффекты были частично обращены добавлением налоксона со статистически незначимыми различиями между группами носителя и оксикодона / налоксона в конце инфузии налоксона (момент времени 90 минут).

Рис. 3. Влияние оксикодона на нейрональную активность спинного рога.

В каждой строке показаны результаты для исследовательской конечной точки с скорректированными средними значениями ANCOVA слева (столбцы ошибок ± sem) и отношения скорректированных средних значений для оксикодона / физиологического раствора справа (столбцы ошибок ± 95% ДИ).Графики соотношений сосредоточены на 0, 30, 60 и 90 минутах, моментах времени, в которые определено, что следующая когорта животных имеет (среднее ± средн.) 0 ± 0 нМ, 44 ± 6 нМ, 217 ± 24 нМ и 70 ± 12. нМ свободная концентрация оксикодона в плазме соответственно. 90-минутный момент времени наступает после 30-минутной инфузии налоксона 20 мг / кг / ч без введения оксикодона. (A) подсчет тонических всплесков в течение шести секунд после фазовых всплесков (B) фазовых всплесков в течение первой секунды после начала вращения (C) текущая активность, измеренная количественно в течение 120 секунд, предшествующих каждому набору стимулов (D) после разряда в течение 120 секунд после начала вращения. последнее вращение каждого набора.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0106108.g003

У трех из 11 животных в группе оксикодона была обнаружена полная остановка дыхания до окончания 60-минутного испытания, когда уровни в плазме были самыми высокими. Во всех случаях дыхание восстанавливали путем введения налоксона, что приводило к отсутствию точек данных для 60-минутного испытания. Чтобы определить, привело ли включение этих животных в анализ к смещению в сторону большей величины эффекта в более ранних испытаниях, мы исключили все данные по трем животным и повторно проанализировали данные.Удаление этих точек данных не изменило размер эффекта, но уменьшение размера выборки уменьшило статистическую мощность, и, таким образом, 95% доверительные интервалы были шире (данные не показаны). Поскольку размер эффекта не влиял на более ранние испытания, данные этих животных были включены в анализ. Это исследование использовалось для оценки внутриклеточной и межклеточной изменчивости, которая использовалась для оценки размера выборки, необходимой для обнаружения оксикодоноподобных эффектов в будущих исследованиях.

Опыт с напроксеном

В этом эксперименте использовались те же методы, что и в исследовании оксикодона.Как и в случае с оксикодоном, профили среднего числа спайков, скорректированные на исходном уровне, предполагают, что напроксен уменьшал количество спайков во всех четырех конечных точках по сравнению с контрольным носителем (рис. 4), но тоническая спайковая активность во время вращения сустава была обозначена в качестве основной конечной точки. Это было связано с наблюдением, что тонический спайк был связан с увеличением угла поворота в опасный диапазон и был мерой, на которую больше всего влияло лечение оксикодоном. Сравнение двух групп в конце каждой инфузии с использованием соотношений геометрических средних для напроксена и носителя и 95% доверительных интервалов показывает, что эти эффекты были почти статистически значимыми для 60-минутного набора ротации, когда несвязанная концентрация напроксена в плазме достигла среднего пика 697 ± 45 нМ (рис. 4В).Когда i.v. инфузия была отключена на 30 минут, средняя концентрация в плазме снизилась до 567 ± 34 нМ, а снижение тонического всплеска было статистически значимым (p <0,05) при 90-минутном вращении, установленном с соотношениями, показывающими размер эффекта 0,19 или 81% снижение. В отличие от оксикодона, лечение напроксеном значительно уменьшило (p <0,05) количество спайков для всех трех вторичных конечных точек при 90-минутном наборе ротации (рис. 4).

Рис. 4. Влияние напроксена на нейрональную активность спинного рога.

В каждой строке показаны результаты для исследовательской конечной точки с скорректированными средними значениями ANCOVA слева (столбцы ошибок ± sem) и отношения скорректированных средних значений для напроксена / физиологического раствора справа (столбцы ошибок ± 95% ДИ). Графики соотношений сосредоточены на 0, 30 и 60 минутах, моментах времени, в которые эти животные, как было определено, имели (среднее ± стандартное) 0 ± 0 нМ, 165 ± 28 нМ и 697 ± 45 нМ концентрацию напроксена в плазме свободной крови соответственно и 90 нМ. минут, то есть после 30 минут отсутствия инфузии, что приводит к концентрации свободной плазмы 567 ± 34 нМ.(A) подсчет тонических всплесков в течение шести секунд после фазовых всплесков (B) фазовых всплесков в течение первой секунды после начала вращения (C) текущая активность, количественно определенная в течение 120 секунд, предшествующих каждой установке стимулов, и (D) после разрядки в течение 120 секунд после последнее вращение каждого набора.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0106108.g004

Обсуждение

Общая цель этих экспериментов заключалась в разработке высококачественного электрофизиологического анализа in vivo для уверенного тестирования новых соединений на эффективность против боли.Разработка анализа — это развивающийся процесс экспериментирования и уточнения. Экспериментальные методы и результаты, представленные здесь, были разработаны под руководством нового инструмента, Assay Capability Tool (ACT), чтобы стремиться к максимально возможным стандартам проведения экспериментов. ACT был разработан, чтобы направлять как разработку тестов, так и оценку их способности генерировать надежные данные. Этот инструмент особенно полезен для стандартизации принятия решений при открытии лекарств, но также может применяться к опубликованным экспериментам.Это помогает оценить степень уверенности в достоверности результатов и направляет дальнейшие исследования.

Мы начали с небольшого пилотного исследования оксикодона, чтобы оценить, может ли эта модель выявлять электрофизиологические изменения после введения лекарства. Это пилотное исследование показало, что экспериментальный подход был жизнеспособным (данные не показаны). Затем мы перешли к проверке новых предсказаний об эффективности оксикодона и напроксена, двух клинических стандартов лечения боли в коленных суставах, которые имеют разные механизмы действия.Наш следующий эксперимент был разработан для дальнейшего изучения роли оксикодона по сравнению с контрольной группой, обработанной носителем, в модулировании обработки вращения сенсибилизированного коленного сустава в спинном мозге. Это предоставило информацию для разработки последующего исследования для проверки достоверности тонизирующей активности в качестве первичной конечной точки и для проверки роли напроксена.

В эксперименте с оксикодоном наша цель состояла в том, чтобы проверить предсказания о роли опиоидных рецепторов в модуляции четырех типов реакции вращения коленного сустава, каждый из которых имеет свои предполагаемые основные физиологические механизмы.Хотя фазовый, продолжающийся и после выписки пикировки действительно показали снижение при 0,3 мг / кг оксикодона, высокие уровни вариабельности эффектов не свидетельствуют о сильной роли опиоидных рецепторов в модуляции механизмов, лежащих в основе этих ответов. Количество тонических спайков показало среднее снижение на 85% при применении оксикодона 0,3 мг / кг. Учитывая, что профили тонических всплесков в спинном мозге согласуются с кодированием интенсивности стимула, эти результаты предполагают, что опиоидные рецепторы играют сильную роль в модулировании этого кодирования, особенно в опасном диапазоне.Удивительно, но, насколько нам известно, ни одно исследование не проверяло влияние оксикодона на физиологическую конечную точку в спинном мозге, где устраняются когнитивные нарушения. Тем не менее, эти результаты согласуются с клинической эффективностью оксикодона при боли в суставах. Оксикодон, вероятно, действует на центральную нервную систему, а не на периферические нервы, поскольку количество µ-опиоидных рецепторов сильно снижено в сенсибилизированных коленных суставах крыс [57]. Неизвестно, происходит ли это снижение в суставах, сенсибилизированных МИА, и какие подтипы опиоидных рецепторов вносят вклад в эффект оксикодона.

Сравнение клинических и доклинических эффективных доз зависит от различий между путями введения и потенциальных взаимодействий между лекарственными эффектами и анестетиком. Несмотря на эти осложнения, наши эффективные дозы соответствуют или ниже таковых в клинических и доклинических исследованиях поведения. Для оксикодона аналогичное уменьшение величины было зарегистрировано в анализах поведенческой боли у крыс, которые требуют гораздо более высоких доз — от 4 до 10 мг / кг [58] — [60]. Наши дозы и результирующие уровни концентрации в плазме сравнимы с максимальными дозами, вводимыми людям [61] — [63], тогда как дозы в большинстве поведенческих тестов намного выше и перекрываются с серьезными побочными эффектами у крыс, такими как потеря рефлекса выпрямления и каталепсия [ 60].Единственным исключением является то, что в отношении боли, оцениваемой путем наблюдения за спонтанным поведением, таким как вертикальная активность (вставание на дыбы), другие опиаты проявляют эффективность в более низких дозах по сравнению с вызванным поведением, таким как отдергивание лапы [51]. Это говорит о том, что при попытке сделать клинически эффективные прогнозы доз на основе доклинических данных необходимо внимательно рассмотреть, и что поведенческие и физиологические данные вместе могут лучше определять достоверность этих прогнозов.

Результаты этого эксперимента также предоставили информацию, чтобы ответить на важные вопросы, поднятые в ACT.Часто в доклинических исследованиях необходимо провести исследовательскую работу, чтобы адекватно ответить на большинство вопросов в ACT. На этом этапе ACT направляет экспериментальный план для включения компонентов, повышающих достоверность данных, полученных в ходе экспериментов. Это начинается с четко сформулированной научной цели и связанных экспериментальных методов (Таблица 1; Q1, Q3), а также методов управления субъективностью при сборе данных и отчетности, таких как сокрытие распределения и соблюдение рекомендаций ARRIVE (Q10).Однако в эксперименте с оксикодоном было сложно гарантировать, что экспериментатор не заметил лечения, когда в некоторых случаях были очевидны заметные эффекты на частоту дыхания, а частота дыхания отслеживалась для оценки адекватности анестезии.

Эксперимент с оксикодоном также был разработан для получения данных, которые позволили провести первый анализ величины эффекта для принятия будущих решений (Q2), экспериментальной изменчивости (Q5), расчетов размера выборки (Q6), определения первичной конечной точки (Q7) и соответствующих данных. методы анализа (Q9, Q11, Q12).В частности, у нас были доказательства того, что тонизирующий пик был подходящей первичной конечной точкой и что снижение на 85% напоминало бы эффект, подобный оксикодону. Мы также определили, что статистическая структура наборов данных из этого типа эксперимента требует преобразования естественного логарифма, анализа ковариации (ANCOVA) базовой коррекции и более простой статистической модели, которая не полагается на потенциально вводящие в заблуждение оценки (Q13).

Для определения наиболее подходящего метода статистического анализа был проведен первоначальный исследовательский анализ с использованием линейной модели смешанных эффектов с повторными измерениями.Это включало данные из всех наборов ротации, чтобы изучить форму реакции на лекарство с течением времени. Смешанная модель была адаптирована с использованием остаточного (или ограниченного) максимального правдоподобия (REML) между ячейками (по одному на животное) и между повторными измерениями в каждой ячейке в качестве случайных эффектов; и группа лечения, время и лечение по времени взаимодействия как фиксированные эффекты. Значения на исходном уровне (установка 0-минутного вращения) были включены в модель в качестве ковариаты для уменьшения оценки вариабельности между ячейками.Гетерогенная авторегрессионная корреляционная структура первого порядка использовалась для моделирования внутриячеечной корреляции с учетом неравных дисперсий по временным точкам. Была также использована неструктурированная корреляционная матрица, но REML не удалось сойтись. Неоднородная авторегрессионная структура первого порядка может быть разумной из-за равноудаленных моментов времени, но качество соответствия и сделанные допущения не могут быть проверены или проверены. Сложность этой модели и возможность вводить в заблуждение оценок средств лечения и стандартных ошибок [68], [69] означали, что было неразумно делать выводы из модели.ANCOVA предпочтительнее менее сложных и потенциально предвзятых методов коррекции базового уровня, таких как процентное изменение и вычитание, поскольку он использует данные для оценки соответствующей коррекции, чтобы минимизировать остаточную изменчивость [46], [47]. Расчетные средние из ANCOVA представляют собой ожидаемый ответ при типичном (среднем) базовом ответе, поэтому все сравнения средних «скорректированы» с учетом неравенства на исходном уровне с использованием этого метода. Отдельные анализы в указанные моменты времени предпочтительны, потому что они менее сложны и оправданы на основе интересующих сравнений, указанных a priori .

Расчетный размер эффекта и уровень вариабельности использовались для оценки требуемого размера выборки для будущих исследований. Несмотря на обнаружение статистически значимого снижения с 12 животными в группе, оценка размера выборки показала, что для уверенного обнаружения такого же размера эффекта в последующем исследовании потребуется 19 животных. Уравновешивая этот факт с желанием сократить использование животных, мы решили продолжить с 12 животными на группу для исследования напроксена. На данном этапе разработки анализа размер образца следует рассматривать только как руководство, поскольку оценки как величины эффекта, так и связанной с ним изменчивости являются приблизительными и связаны с большой неопределенностью.

Критерии отбора клеток для этих экспериментов были намеренно широкими с единственным требованием — поддержание пиковой активности в ответ на вращение коленного сустава. Мы не делали предположений о том, что фармакологические методы лечения с большей вероятностью повлияют на конкретную конечную точку. Это способствовало высокому уровню неоднородности таких параметров отклика, как порог отклика, наличие или отсутствие текущей активности и степень остаточного разряда. Гетерогенные типы ответа в разных клетках предполагают, что существуют разные классы клеток с разными механизмами, лежащими в основе их свойств ответа.Это оставляет открытой возможность того, что соединения, действующие на некоторые механизмы, могут влиять только на подвыборку клеток. Это может привести к бимодальному распределению эффективности данного соединения по клеткам, что, в свою очередь, может привести к неоднозначному результату. Нам еще предстоит увидеть такую ​​картину в ответ на оксикодон или напроксен в последующих запусках этого анализа. Размер выборки, выбранной для этих экспериментов, не будет достаточным для уверенного выявления эффектов только на подмножество клеток, но, если такая картина появится, потребуется последующее исследование для подтверждения клеточно-специфических эффектов.Такое последующее исследование, вероятно, потребует большего размера выборки или более узких критериев отбора клеток. Поскольку мы продолжаем проводить эти эксперименты для тестирования новых соединений с напроксеном и оксикодоном в качестве положительного контроля и физиологического раствора в качестве отрицательного контроля, мы соберем более крупный набор данных, чтобы исследовать влияние на ответы конкретных клеток с использованием более крупных размеров выборки. В будущих исследованиях это может позволить нам установить критерии отбора клеток и соответствующие размеры выборки, чтобы проверить, нацелены ли новые соединения на определенные типы клеток или механизмы.

Мы также проводим неофициальный промежуточный анализ на предмет бесполезности на полпути эксперимента. При использовании таких экспериментов в качестве тестов для открытия новых методов лечения этот подход может привести к значительному сокращению использования животных за счет прекращения крупных исследований, которые вряд ли дадут положительные доказательства в поддержку гипотезы. Этот подход соответствует руководящим принципам Национального центра по замене, усовершенствованию и сокращению количества животных в исследованиях (Лондон, Великобритания).

Ориентируясь на ACT и ответы на его вопросы (как показано в Таблице 2), мы определили план и интерпретацию последующего эксперимента с напроксеном.

В эксперименте с напроксеном нашей целью было проверить предсказание о том, что ингибирование ЦОГ-1 / ЦОГ-2 снижает первичную конечную точку тонической пиковой активности в ответ на вредное вращение суставов. Подсчет тонических пиковых значений показал наибольшее среднее снижение на 81% через 90 минут после начала инфузии низкой дозы. Этот момент времени составляет 30 минут после достижения пиковой дозы 1,5 мг / кг (среднее значение воздействия свободной плазмы 697 нМ), что указывает на возможный гистерезис в этом измерении для этого механизма.Как и в случае с оксикодоном, результаты согласуются с клинической эффективностью напроксена при боли в суставах. У людей, страдающих остеоартритом от легкой до умеренной степени тяжести, подобная степень снижения оценки боли была отмечена при пероральном приеме напроксена в дозе 5–15 мг / кг [64]. Различия в связывании с белками крови напроксена между людьми и крысами [65], [66] позволяют предположить, что наш i.v. введенная доза дает несвязанные концентрации в пределах клинического терапевтического диапазона. Кроме того, аналогичные по величине эффекты на распределение веса у крыс, получавших МИА, могут вызывать пероральные дозы от 5 до 18 мг / кг [17], [50], что также похоже на клиническое воздействие [67].

Учитывая, что разные фармакологические механизмы могут влиять на разные физиологические реакции, по-прежнему имеет смысл собрать вторичные исследовательские меры, хотя в будущих экспериментах все положительные результаты потребуют последующих экспериментов. Для двух представленных здесь экспериментов тоническая пиковая активность была единственной конечной точкой, которая модулировалась как оксикодоном, так и напроксеном. Напроксен также значительно снизил показатели возбудимости нейронов с большим уменьшением остаточного разряда и умеренным снижением продолжающейся активности.Эти два показателя представляли интерес при проверке гипотез о нейропатической боли и центральной сенсибилизации [68], [69]. Поскольку они демонстрируют особенно высокие вариации по ячейкам, может потребоваться больший размер выборки, чтобы обеспечить повторяемый результат, если они определены как первичная конечная точка. В текущем исследовании оба показателя предполагают, что напроксен может иметь эффект снижения возбудимости нейронов, наблюдаемый при сенсибилизированных болевых состояниях, что требует дальнейшего исследования.

Полученные данные и знания, полученные в результате всех предыдущих экспериментов, используются в ACT для определения целей и уточнения экспериментального плана и проведения будущих исследований.Этот отчет представляет собой документацию по экспериментальному плану как основу для будущего использования в качестве анализа при открытии лекарств (Q4). Наконец, включив в будущие эксперименты по крайней мере одно из двух тестируемых здесь соединений вместе с тестами носителя, мы можем отслеживать стабильность анализа с течением времени, чтобы обнаружить любую непредвиденную изменчивость (Q8). Это гарантирует, что данные, полученные в результате этого анализа, в будущем будут надежными и напрямую сопоставимыми с предыдущими данными, а решения могут быть приняты в контексте всей экспериментальной системы, а не одного эксперимента.

Мы бы рекомендовали следовать структурированному ACT, чтобы лучше понять способность анализа лучше информировать будущие эксперименты до их начала, что приведет к принятию решений с более высокой степенью уверенности в полученных данных.

Благодарности

Мы хотели бы поблагодарить Джона Джинкса за помощь в технической разработке экспериментов, Хлою Браун, Робин Хадсон и Карен Таунсон за техническую помощь и Эда Кадышевски за сотрудничество в разработке ACT.

Вклад авторов

Эксперимент задумал и спроектировал: JAM HR PS KG. Проведены эксперименты: JAM JT HR. Анализировал данные: JAM PS. Предоставленные реагенты / материалы / инструменты анализа: JAM PS. Участвовал в написании рукописи: JAM PS KG HR RD.

Ссылки

1. 1. Сеок Дж., Уоррен Х.С., Куэнка А.Г., Миндринос М.Н., Бейкер Х.В. и др. (2013) Геномные ответы на моделях мышей плохо имитируют воспалительные заболевания человека. Proc Natl Acad Sci U S A 110: 3507–3512.
2. 2. van der Worp HB, Howells DW, Sena ES, Porritt MJ, Rewell S и др. (2010) Могут ли животные модели болезней достоверно использоваться в исследованиях на людях? PLoS Med 7: e1000245.
3. 3. Смит Э. С., Левин Г. Р. (2009) Ноцицепторы: филогенетический взгляд. J Comp Physiol A Neuroethol Sens Neural Behav Physiol 195: 1089–1106.
4. 4. Walters ET (1996) Сравнительные и эволюционные аспекты функции ноцицептора. В: C Бельмонте и Ф. Серверо, редакторы. Нейробиология ноцицепторов Оксфорд, Великобритания: Oxford University Press.С. 92–114.
5. 5. Malfait AM, Little CB, McDougall JJ (2013) Комментарий по моделированию боли при остеоартрите у мелких животных. Хрящевой остеоартрит 21: 1316–1326.
6. 6. Грегори М. Х., Капито Н., Куроки К., Стокер А. М., Кук Дж. Л. и др. (2012) Обзор трансляционных животных моделей остеоартрита коленного сустава. Артрит 2012: 764621.
7. 7. Zhang RX, Ren K, Dubner R (2013) Механизмы боли при остеоартрите: базовые исследования на моделях на животных. Хрящевой остеоартрит 21: 1308–1315.
8. 8. Salo PT, Theriault E (1997) Количество, распределение и содержание нейропептидов в афферентах коленного сустава крысы. J Anat 190 (Pt 4): 515–522.
9. 9. Hanesch U, Heppelmann B, Schmidt RF (1991) Иммунореактивность пептидов, связанных с веществом P и геном кальцитонина, в первичных афферентных нейронах коленного сустава кошки. Неврология 45: 185–193.
10. 10. O’Brien C, Woolf CJ, Fitzgerald M, Lindsay RM, Molander C (1989) Различия в химической экспрессии первичных афферентных нейронов крысы, которые иннервируют кожу, мышцы или суставы.Неврология 32: 493–502.
11. 11. Michaelis M, Habler HJ, Jaenig W (1996) Тихие афференты: отдельный класс первичных афферентов? Clin Exp Pharmacol Physiol 23: 99–105.
12. 12. Schuelert N, McDougall JJ (2009) Оценка остеоартрита, вызванного йодацетатом натрия, выявляет зависящую от концентрации сенсибилизацию ноцицепторов в коленном суставе крысы. Neurosci Lett 465: 184–188.
13. 13. Чу К.Л., Чандран П., Джоши С.К., Джарвис М.Ф., Ким П.Р. и др.(2011) TRPV1-связанная модуляция спинномозговой нейрональной активности и поведения в модели остеоартрозной боли у крыс. Brain Res 1369: 158–166.
14. 14. Шулерт Н., Джонсон М.П., ​​Оскинс Дж.Л., Джассал К., Чемберс М.Г. и др. (2011) Местное применение ингибитора гидролиза эндоканнабиноидов URB597 снижает ноцицепцию в спонтанных и химически индуцированных моделях остеоартрита. Боль 152: 975–981.
15. 15. Combe R, Bramwell S, Field MJ (2004) Модель остеоартрита с мононатрием йодацетатом: модель хронической ноцицептивной боли у крыс? Neurosci Lett 370: 236–240.
16. 16. Guingamp C, Gegout-Pottie P, Philippe L, Terlain B, Netter P и др. (1997) Экспериментальный остеоартрит, индуцированный моно-йодацетатом: исследование доза-реакция потери подвижности, морфологии и биохимии. Arthritis Rheum 40: 1670–1679.
17. 17. Rashid MH, Theberge Y, Elmes SJ, Perkins MN, McIntosh F (2013) Фармакологическая валидация ранней и поздней фазы модели моно-йодацетата крысы с использованием системы Tekscan. Eur J Pain 17: 210–222.
18. 18.Schuelert N, McDougall JJ (2008) Каннабиноид-опосредованная антиноцицепция усиливается при остеоартрите колен у крыс. Arthritis Rheum 58: 145–153.
19. 19. Coggeshall RE, Hong KA, Langford LA, Schaible HG, Schmidt RF (1983) Характеристики разряда тонких медиальных суставных афферентов в покое и во время пассивных движений воспаленных коленных суставов. Brain Res 272: 185–188.
20. 20. Richter F, Natura G, Ebbinghaus M, von Banchet GS, Hensellek S и др. (2012) Интерлейкин-17 сенсибилизирует ноцицепторы суставов к механическим раздражителям и способствует возникновению боли при артрите через нейрональные рецепторы интерлейкина-17 у грызунов.Arthritis Rheum 64: 4125–4134.
21. 21. Grubb BD, Riley RC, Hope PJ, Pubols L, Duggan AW (1996) Взрывное возбуждение спинномозговых нейронов у крыс с периферическим воспалением снижается антагонистом N-метил-D-аспартата. Неврология 74: 1077–1086.
22. 22. Kim JH, Kim HY, Chung K, Chung JM (2011) Ответы нейронов спинного рога спинного мозга на движения стопы у крыс с растяжением лодыжки. J Neurophysiol 105: 2043–2049.
23. 23. Рахман В., Бауэр С.С., Баннистер К., Вонси Дж.Л., Дельфин А.С. и др.(2009) Нисходящее серотонинергическое облегчение и антиноцицептивные эффекты прегабалина в модели остеоартрозной боли у крыс. Мол Пейн 5:45
24. 24. Прочазкова М., Занвит П., Долезал Т., Прокесова Л., Крсиак М. (2009) Повышенная экспрессия генов и производство спинномозговой циклооксигеназы 1 и 2 во время экспериментальной боли при остеоартрите. Physiol Res 58: 419–425.
25. 25. Im HJ, Kim JS, Li X, Kotwal N, Sumner DR, et al. (2010) Изменение сенсорных нейронов и спинного мозга на экспериментальную модель боли при остеоартрите.Arthritis Rheum 62: 2995–3005.
26. 26. Ферланд С.Е., Лаверти С., Бодри Ф., Вачон П. (2011) Анализ походки и болевой ответ двух моделей остеоартрита на грызунах. Pharmacol Biochem Behav 97: 603–610.
27. 27. Ferland CE, Pailleux F, Vachon P, Beaudry F (2011) Определение зависимости от времени модуляции специфических нейропептидов в модели боли при остеоартрите у крыс с помощью масс-спектрометрии с ионной ловушкой жидкостной хроматографии. Нейропептиды 45: 423–429.
28. 28. Ли Й, Пай М., Бредерсон Дж. Д., Уилкокс Д., Се Дж. И др.(2011) Боль в суставах, вызванная йодацетатом натрия, связана с повышенным фосфорилированием митоген-активированных протеинкиназ в спинном мозге крыс. Мол Пейн 7: 39
29. 29. Miller TR, Wetter JB, Jarvis MF, Bitner RS ​​(2013) Активация спинномозговой микроглии в моделях нейропатической и остеоартритической боли на крысах: авторадиографическое исследование с использованием [3H] PK11195. Eur J Pain 17: 692–703.
30. 30. Орита С., Исикава Т., Мияги М., Очиай Н., Иноуэ Г. и др. (2011) Связанная с болью сенсорная иннервация при остеоартрите, вызванном монойодацетатом, в коленях крыс, при котором в дополнение к воспалительной боли постепенно развивается повреждение нейронов.BMC Musculoskelet Disord 12: 134
31. 31. Сагар Д.Р., Бёрстон Дж.Дж., Хэтуэй Г.Дж., Вудхамс С.Г., Пирсон Р.Г. и др. (2011) Вклад спинальных глиальных клеток в поведение при хронической боли в модели боли при остеоартрите иодацетатом натрия. Мол Пейн 7: 88
32. 32. Thakur M, Rahman W, Hobbs C, Dickenson AH, Bennett DL (2012) Характеристика периферического нейропатического компонента модели остеоартрита крысиного монойодацетата. PLoS One 7: e33730.
33. 33.Харви В.Л., Диккенсон А.Х. (2009) Поведенческая и электрофизиологическая характеристика экспериментально вызванного остеоартрита и нейропатии у мышей C57Bl / 6. Мол Пейн 5:18.
34. 34. Карри Г.Л., Делани А., Беннетт М.И., Дикенсон А.Х., Иган К.Дж. и др. (2013) Животные модели боли при раке костей: систематический обзор и метаанализ. Боль 154: 917–926.
35. 35. Баттон К.С., Иоаннидис Дж. П., Мокрыш С., Носек Б. А., Флинт Дж. И др. (2013) Сбой питания: почему небольшой размер выборки подрывает надежность нейробиологии.Nat Rev Neurosci, 10.1038 / номер 3475.
36. 36. Вестеринен Х.М., Иган К., Дейстер А., Шлаттманн П., Маклеод М.Р. и др. (2011) Систематический обзор дизайна, статистического анализа и отчетности исследований, опубликованных в журнале Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism за 2008 год. J Cereb Blood Flow Metab 31: 1064–1072.
37. 37. Sena ES, van der Worp HB, Bath PM, Howells DW, Macleod MR (2010) Предвзятость публикации в отчетах об исследованиях инсульта на животных приводит к значительному завышению эффективности.PLoS Biol 8: e1000344.
38. 38. Macleod MR, O’Collins T, Howells DW, Donnan GA (2004) Объединение экспериментальных данных на животных показывает влияние дизайна исследования и систематической ошибки публикации. Ход 35: 1203–1208.
39. 39. Иоаннидис Дж. П. (2005) Почему большинство опубликованных результатов исследований ложны. PLoS Med 2: e124.
40. 40. Sena E, van der Worp HB, Howells D, Macleod M (2007) Как мы можем улучшить доклиническую разработку лекарств от инсульта? Trends Neurosci 30: 433–439.
41. 41. Ландис С.К., Амара С.Г., Асадулла К., Остин С.П., Блюменштейн Р. и др. (2012) Призыв к прозрачной отчетности для оптимизации прогностической ценности доклинических исследований. Природа 490: 187–191.
42. 42. Килкенни С., Браун В.Дж., Катхилл И.К., Эмерсон М., Альтман Д.Г. (2010) Улучшение отчетности по бионаучным исследованиям: рекомендации ARRIVE по отчетности об исследованиях на животных. PLoS Biol 8: e1000412.
43. 43. Peers IS, South MC, Ceuppens PR, Bright JD, Pilling E (2014) Можете ли вы доверять данным своих исследований на животных? Nat Rev Drug Discov, 10.1038 / nrd4090-c1.
44. 44. Hirschhorn JN, Lohmueller K, Byrne E, Hirschhorn K (2002) Всесторонний обзор исследований генетических ассоциаций. Genet Med 4: 45–61.
45. 45. Moonesinghe R, Khoury MJ, Janssens AC (2007) Большинство опубликованных результатов исследований ложны, но небольшое повторение имеет большое значение. PLoS Med 4: e28.
46. 46. Senn S (2006) Изменение исходного уровня и анализ ковариации. Stat Med 25: 4334–4344.
47. 47.Vickers AJ (2001) Использование процентного изменения от исходного уровня в качестве результата в контролируемом испытании статистически неэффективно: имитационное исследование. BMC Med Res Methodol 1: 6.
48. 48. Аллен Э.А., Эрхардт Э.Б., Калхун В.Д. (2012) Визуализация данных в неврологии: преодоление проклятия размерности. Нейрон 74: 603–608.
49. 49. Природа (2013) Снижение нашей невоспроизводимости. Природа 496: 398.
50. 50. Bove SE, Calcaterra SL, Brooker RM, Huber CM, Guzman RE и др.(2003) Весовая нагрузка как мера прогрессирования заболевания и эффективности противовоспалительных соединений в модели остеоартрита, вызванного йодацетатом натрия. Хрящевой остеоартрит 11: 821–830.
51. 51. Nagase H, Kumakura S, Shimada K (2012) Создание нового объективного и количественного метода для оценки поведения, связанного с болью, при остеоартрите коленного сустава крысы, вызванном йодацетатом натрия. J Pharmacol Toxicol Methods 65: 29–36.
52. 52. Just S, Pawlak M, Heppelmann B (2000) Ответы тонких первичных афферентных нервных волокон, иннервирующих коленный сустав крысы, на определенный крутящий момент.J Neurosci Methods 103: 157–162.
53. 53. Лалович Б., Хараш Э., Хоффер С., Рислер Л., Лю-Чен Л.Я. и др. (2006) Фармакокинетика и фармакодинамика перорального оксикодона у здоровых людей: роль циркулирующих активных метаболитов. Clin Pharmacol Ther 79: 461–479.
54. 54. Jurna I (1988) Дозозависимое подавление налоксоном ноцицептивной активности, вызванной в таламусе крыс. Боль 35: 349–354.
55. 55. Kayser V, Guilbaud G (1981) Дозозависимые обезболивающие и гипералгезирующие эффекты системного налоксона у крыс с артритом.Brain Res 226: 344–348.
56. 56. Дэвис Н.М., Андерсон К.Е. (1997) Клиническая фармакокинетика напроксена. Фармакокинет клин 32: 268–293.
57. 57. McDougall JJ, Barin AK, McDougall CM (2004) Потеря вазомоторной реактивности на лиганд мю-опиоидного рецептора эндоморфин-1 в адъювантных моноартритических коленных суставах крыс. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol 286: R634–641.
58. 58. Meert TF, Vermeirsch HA (2005) Доклиническое сравнение различных опиоидов: антиноцицептивные и побочные эффекты.Pharmacol Biochem Behav 80: 309–326.
59. 59. Нильсен К.К., Росс Ф. Б., Лотфипур С., Сайни К. С., Эдвардс С. Р. и др. (2007) Оксикодон и морфин имеют совершенно разные фармакологические профили: связывание радиолиганда и поведенческие исследования на двух моделях нейропатической боли на крысах. Боль 132: 289–300.
60. 60. Poyhia R, Kalso EA (1992) Антиноцицептивные эффекты и депрессия центральной нервной системы, вызванная оксикодоном и морфином у крыс. Pharmacol Toxicol 70: 125–130.
61. 61. Staahl C, Christrup LL, Andersen SD, Arendt-Nielsen L, Drewes AM (2006) Сравнительное исследование оксикодона и морфина в мультимодальной, тканевой экспериментальной модели боли. Боль 123: 28–36.
62. 62. Kalso E, Vainio A, Mattila MJ, Rosenberg PH, Seppala T (1990) Морфин и оксикодон в лечении боли при раке: уровни в плазме, определяемые химическими и радиорецепторными анализами. Pharmacol Toxicol 67: 322–328.
63. 63. Glare PA, Walsh TD (1993) Исследование диапазона доз оксикодона при хронической боли при распространенном раке.Дж. Клин Онкол 11: 973–978.
64. 64. Schiff M, Minic M (2004) Сравнение анальгетической эффективности и безопасности отпускаемых без рецепта доз напроксена натрия и ибупрофена при лечении остеоартрита коленного сустава. J Rheumatol 31: 1373–1383.
65. 65. Brogden RN, Heel RC, Speight TM, Avery GS (1979) Напроксен до настоящего времени: обзор его фармакологических свойств и терапевтической эффективности и использования при ревматических заболеваниях и болевых состояниях. Наркотики 18: 241–277.
66. 66.Satterwhite JH, Boudinot FD (1995) Влияние возраста на фармакодинамику напроксена у крыс. Опыт Геронтол 30: 505–515.
67. 67. Патиньо-Камачо С.И., Морено MGL, Флорес-Мурриета Ф.Дж., Десига-Кампос М. (2013) Фармакокинетический профиль комбинации напроксена и тизанидина у крыс. Drug Dev Res 74: 31–37.
68. 68. Кэмпбелл Дж. Н., Мейер Р. А. (2006) Механизмы невропатической боли. Нейрон 52: 77–92.
69. 69. Li J, Simone DA, Larson AA (1999) Windup приводит к характеристикам центральной сенсибилизации.Боль 79: 75–82.